Ich beschäftige mich mit einem kleinen Automatisierungsprojekt, einem Zahnstangensystem, das von einer Arduino-Karte mit zwei Endschaltern gesteuert wird, um sicherzustellen, dass sich die Zahnstange innerhalb der Grenzen bewegt. Ich habe sowohl Fotounterbrecher als auch Hall-Effekt-Schalter ausprobiert und beide scheinen ohne Probleme zu funktionieren. Welchen Sensor sollte ich verwenden, wenn ich Zuverlässigkeit und rechtzeitige korrekte Funktion priorisieren muss? Ich habe gehört, dass optische Sensoren empfindlich auf Umgebungslicht, Staub und Alterung reagieren. Was sind die Minuspunkte eines Hallschalters? In diesem Fall meine ich einen unipolaren Hall-Effekt-Schalter, in dem die gesamte Logik bereits eingebaut ist und der mit einem einfachen Pull-up-Widerstand an einen Mikrocontroller angeschlossen werden kann.
Ich bin kein Hall-Sensor-Export, aber ich kann Ihnen sagen, dass ich an vielen Verbraucherdruckern und -scannern gearbeitet habe, und jedes Mal, wenn wir eine Art Endschalter gemacht haben, war das ein Hall-Effekt. Das muss dir also was sagen ;)
Mit ein wenig Online-Recherche fand ich dieses Papier, das über den Hall-Effekt und seine Nachteile spricht. Sie scheinen jedoch nicht Ihr Projekt negativ zu beeinflussen, wie Sie es beschrieben haben.
Grundsätzlich sind die von ihnen erwähnten Einschränkungen die Entfernung, in der der Sensor arbeitet (kein wirkliches Problem für Ihren Endschalter), die Empfindlichkeitsänderung über der Temperatur und das Vorhandensein einer Offset-Spannung. Auch hier würde ich vermuten, dass es kein Problem wäre, wenn Sie nur feststellen, wann etwas auf eine Kante trifft.
Hier ist der Artikel:
Da Sie mechanische Systeme wie Zahnstange und Ritzel erwähnen, klingt es so, als gäbe es Schmutz, Staub und Fett in der Umgebung. In diesem Fall würde ich auf jeden Fall zuerst zu Hallsensoren greifen. Fett, Staub und Schmutz machen ihnen nichts aus. Metallspäne können das, aber auch nicht schlimmer, als sie einen optischen Sensor beeinflussen würden.
Hall-Sensoren können durch externe Magnetfelder getäuscht werden, aber zum Glück fallen diese schnell mit der Entfernung ab. Normalerweise ist der Magnet, den ein Hallsensor zu erkennen versucht, viel viel näher und erzeugt daher ein viel stärkeres Feld als so etwas wie ein Motor, der mehrere Zentimeter entfernt ist.
Beides recht gute Lösungen.
Sie haben die Hauptfaktoren identifiziert, die optische Sensoren beeinflussen. Im schlimmsten Fall können Sie auch Unterbrechungen durch Spinnweben und Insekten im Allgemeinen bewältigen.
Hall-Sensoren können durch äußere externe Magnetfelder beeinträchtigt werden – dies dürfte jedoch in den meisten Situationen kein Problem darstellen. Gelegentlich kann es in einiger Entfernung von der Quelle zu unerwarteten Feldern einiger Größenordnung kommen. Ich habe vor langer Zeit eine Situation gesehen, in der sich eine CRT-Anzeige leicht verzerrte, wenn die Stromkabelschleife eines Aufzugs, die von einem Aufzug auf der anderen Seite der Wand verfolgt wurde, an der Rückseite des Bildschirms vorbeifuhr. Der Abstand betrug wahrscheinlich einen Meter oder mehr.
Ratten scheinen (insbesondere) PVC-Kabelummantelungen gerne zu fressen - unabhängig davon, welchen Sensor oder welches Stromversorgungssystem sie speisen.
Jeder Sensortyp hat ein gewisses Maß an Hysterese. Dies hängt vom spezifischen Design ab, aber der Hallsensor wird wahrscheinlich mehr Hysterese haben. Die Hysterese ist nützlich, um den Effekt des Betriebs-/Deaktivierungs-"Prellens" zu verringern, muss jedoch möglicherweise berücksichtigt werden. Im schlimmsten Fall kann ein übermäßig schlaues Steuersystem einen Motor abschalten, wenn es keinen Sensorbetrieb erkennt, wenn Motorstrom angelegt wird.
Ein früher bemannter US-Weltraumstart* wurde abgebrochen, als sich ein Nabelkabel löste, als die Rakete zu heben begann, und ein Stift vor dem anderen herausgezogen wurde, wodurch eine anomale Schaltkreiskonfiguration entstand. Der Computer beschloss, den Start abzubrechen, schaltete die Motoren ab und die Rakete landete ohne Katastrophe wieder auf dem Pad. Der Astronaut, der die Kontrolle über das Feuern des Fluchtturms hatte, blieb cool und löste das Auswurfsystem nicht aus. Hätte er das getan, hätte sich die Mission sehr verzögert. So wie es war, starteten sie einige Tage später erfolgreich. Sie sollten in der Lage sein, besser als die NASA zu sein, wenn es um Sensorabpraller geht :-).
*- Gemini VI - Der Mann in der Hochburg, der die mutige und technisch unangemessene, aber die Mission rettende Entscheidung traf, nicht auszusteigen, war Walter Schirra